交汇点讯 “要解决计算机‘缺芯少魂’的问题，最根本解决之道是发展教育”“软件的发展，正在不断地重塑我们对世界的认识，也不断重塑未来计算机人才的模样和魅力”，8月21日，由南京航空航天大学、江苏省软件新技术与产业化协同创新中心承办的中国高校计算机教育大会上，面对中国计算机教育领域的这一重大任务，郑纬民、王怀民两位计算机领域的院士从自己的科研和教育实践中提出真知灼见。

　　郑纬民：有系统能力的“程序员”最具未来发展竞争力

　　【院士档案】郑纬民，1946年出生于浙江宁波，中国工程院院士，清华大学计算机科学与技术系教授、博士生导师。

　　尽管科研成就很多，中国工程院院士、清华大学郑纬民教授最自豪的还是“培养的学生们都很优秀”。在当天主题为《加强计算机专业大学生的系统能力培养》的演讲中，郑纬民也不忘提及自己培养的学生们，“我有个学生叫薛巍，做天气预报领域的软件，在国内乃至世界上都是做得最好的学者之一。”

　　郑纬民总结了学生成长成功的两大原因，一是督促他把气象学本科生教材全部学了一遍，另外他大学是学计算机最底层技术的，“计算机底层技术和气象领域知识两方面结合，就能从整体的系统层面做综合设计，通过软硬件协同实现开发方案的最优化，以强大的底层技术来保证各项功能的高效实现。”

　　一直以来，郑纬民都非常强调计算机系统能力。 “所谓计算机系统能力，是指既要懂硬件也要懂软件的能力，既要会设计一个CPU，也要做会一个操作系统、搭建一个网络等。” 郑纬民告诉记者，有了基本的计算机系统能力，我们才可以做上面比较重要的应用。

　　《计算机系统结构》这门课贯穿了郑纬民的整个教学生涯，直到退休前，郑纬民都在给学生上这门必修课。课程的课件和教案每年都在更新，讲授的内容始终走在领域前沿。截至目前，郑纬民已编写和出版计算机系统结构领域的教材近10本。

　　郑纬民表示，计算机系统能力是大数据发展的基础、人工智能的核心能力、解决“卡脖子”技术的关键能力，也是进行高端工程的关键能力。

　　他举例说，如今国家各省市都在购买数据中心，处理人工智能问题。比如深圳就耗资42亿元购买了一台华为做的人工智能机器，如何在几十万张照片中找到一张人脸，如何在很多声音当中区别出一个声音？这背后都涉及巨大的数据和运算量，离不开GPU的硬件系统，“现在我们企业和高校正是缺乏系统能力强的IT人才。”

　　郑纬民说，20年前我们对计算机学生的系统能力要求不高，因为那时候的企业、社会对产品的要求不高，学生不需要关心计算机系统，只要编程能力强就可以了。如今中国计算机产业经过20年的发展，对人才的需求已经不同以往，“只有具备了系统能力的人，才能做进一步的研究和应用，才有可能解决我国的‘卡脖子’问题。”

　　随着中国企业水平的不断提升，与国际的竞争日益激烈，更加需要拥有系统能力的人才，能够根据计算机的硬件结构选择合适的编程方法。“比如不能CPU很快，但存储很慢；或者CPU、存储很厉害，网络又太慢，做好平衡设计就是系统能力的一个方面，写程序的人如果不了解计算机的配置，不考虑硬件情况，写的软件效率也不高。”

　　郑纬民引用图灵奖得主David Patterson的话说，在异构计算的时代，程序员必须对于算法和硬件模型融会贯通，才能写出高质量的代码。因此未来的程序员必须懂硬件！“华为最近招200万年薪的人才，我们组就占了两个，因为我们组毕业的学生基本都懂系统。” 郑纬民表示，系统能力也是学生未来发展的强大竞争力。

　　“目前国内大学的计算机课程非常多，但课程内容方面相比麻省理工和斯坦福等名校还比较欠缺。”郑纬民表示，我们的各门课程独立规划、独立教学，造成了知识体系中知识点冗余和衔接关系脱节。从教学方法上看，各课程采取横向分析式教学方法较多，但很少采用纵向视角，系统性实验手段缺乏，“比如我们清华大学如果以后有条件的话，应该让每一个学生都做个CPU，我们要把课程设计好、把实验设计好，才能培养出系统能力强的计算机人才。”

　　王怀民：大学软件教育也应有通识教育的涵养

　　【院士档案】王怀民，1962年4月出生于江苏南京，籍贯江苏淮安，中国科学院院士 ，中国计算机学会会士。

　　“软件的发展，正在不断地在重塑我们对世界的认识。”中国科学院院士王怀民教授提出，软件教育要跟上软件业的快速、渗透性地发展，必须持续、全面地升级。

　　王怀民表示，软件已经成为我们社会的基础设施，关系着经济社会文化的运转。“人类文明早期的表现形态是语言、音乐，这5000年的文字留下来，今天按照计算机编码大概的规模是23T。而近五十年来仅仅是开源部分软件的代码量规模已经达到50T，软件存在的形态的规模和水平是很大的。”

　　王怀民介绍，中国软件业发展非常迅速，2019年中国软件和信息技术服务业规模以上（即年收入500万元）企业超4万家，累计完成软件业务收入7.2万亿，占中国2019年GDP的7%以上。软件业务更带动我国数字经济增加值规模达到了35.8万亿元。

　　“在软件发展历程中，它通常是作为一个基础性的技术，带动一个领域的技术相互之间的迭代推进。”王怀民解释道，软件技术有“渗透性”，软件技术的发展不仅发生在纵向的领域，更会成为一种横向的技术。“我们的个人PC里有办公软件这样的纵向系统，后来我们有了智能手机，这样的通用平台则用来发展里面的特殊应用，因此软件技术就是在纵横相接的相互作用过程中持续发挥，既和领域相关，又具有形成通用技术渗透发展的这样一个趋势。 ”

　　在特定领域中完成的通用技术，将渗透到新的领域中，又带来更大领域的专用技术的发展，软件技术的渗透性和专业性使其不断迭代推进，快速发展。

　　王怀民说，中国有如此之大的软件人群乃至工科领域人群。我们过去一个项目、一个项目地做，从来没想过把软件做到可移植、可复用。“工业软件是制造强国的重器，过去每个领域只做自己领域的软件建设，能否将软件系统积累和沉淀下来？”

　　“我们今天讲对软件的需求，不是一个软件开发团队做好工具给用户用，而是要在软件开发的进程中，更多的人能够参与到开发当中去，在持续的服务过程中改进和变化自己的需求。”王怀民表示，升级大学软件教育可以从软件基础教育、专业应用教育、通识教育、实践教育四方面着手，利用各类新兴的教学工具，辅助学生实现自主编程、解决实际问题的能力。

　　大学软件教育不仅要有专业教育还应该有通识教育，将共性知识的教育与特定应用领域的知识相结合。我们要在课程中加入专门软件工程的课程，使得大家有共享的习惯。王怀民建议，“软件技能应该成为今年每个大学生的必备技能。今天受过高等教育的青年人，他不仅应该是信息社会的受益者，更应该是软件文明的创造者。”

　　实习生 柯龙婕旻

　　交汇点记者 杨频萍

　　摄影 唐宇明